第五章 糖类与糖类代谢

物质和能量代谢 复杂性
多步化学反应构成代谢 途径； 途径； 多条代谢途径相互交织 成网； 成网； 物质代谢和能量代谢相 互交织； 互交织； 调节控制有条不紊。 调节控制有条不紊。
规律性
调节控制与生物学功能 相适应。 相适应。
新陈代谢的概念及内涵
小分子 合成代谢（同化作用） 合成代谢（同化作用） 需要能量 新 陈 代 谢 分解代谢（异化作用） 分解代谢（异化作用） 大分子 小分子 能 量 代 谢 物 质 代 谢 大分子
第三节
糖酵解
定义：糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP 定义：糖酵解是酶将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随ATP 生成的过程。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降 生成的过程。是一切有机体中普遍存在的葡萄糖降 解途径。 解途径。 1940年被阐明 年被阐明。 研究历史) 1940年被阐明。(研究历史) Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多 等人贡献最多， Embden,Meyerhof,Parnas等人贡献最多，故糖酵解 过程一也叫Embdem Meyerhof-Parnas途径 简称EMP Embdem途径， 过程一也叫Embdem-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP 途径。 途径。 在细胞质中进行
三、糖原的降解
糖原主要为动物肝脏和骨骼肌中的贮能物质， 糖原主要为动物肝脏和骨骼肌中的贮能物质，且 易动员。在肌肉中贮存糖原是为了肌肉收缩提供能源， 易动员。在肌肉中贮存糖原是为了肌肉收缩提供能源，而在
肝脏中贮存糖原是为了维持血糖平衡。 肝脏中贮存糖原是为了维持血糖平衡。
主要有糖原磷酸化酶 转移酶、脱支酶催化 糖原磷酸化酶和 糖原降解主要有糖原磷酸化酶和转移酶、脱支酶催化 进行。 进行。 糖原 +Pi 残基） （ n残基） 残基 糖原 + G-1-P 残基） （n-1残基） 残基
4、麦芽糖酶（α-葡萄糖苷酶） 、麦芽糖酶（ 葡萄糖苷酶 葡萄糖苷酶）
催化麦芽糖水解为葡萄糖，是淀粉水解的最 催化麦芽糖水解为葡萄糖， 后一步。 后一步。
淀粉的彻底水解需要上述4种水解 淀粉的彻底水解需要上述 种 的共同作用，其最终产物是葡萄 酶的共同作用，其最终产物是葡萄 糖。
（二）淀粉的磷酸解 磷酸化酶 转移酶与脱支酶
直链淀粉中葡萄糖以α 糖苷键缩合而成。 直链淀粉中葡萄糖以α-1，4糖苷键缩合而成。 每个直链淀粉分子只有一个还原端基和一个非还 原端基。 原端基。遇碘显蓝紫色
碘与直链淀粉靠范德华力结合 分子量在10000-50000之间。 之间。 分子量在 之间
支链淀粉中葡萄糖主要以α 支链淀粉中葡萄糖主要以α-1，4糖苷键相连， 糖苷键相连， 少数以α 糖苷键相连， 少数以α-1，6糖苷键相连，所以支链淀粉具有 很多分支。遇碘显紫色或紫红色。 很多分支。遇碘显紫色或紫红色。
遇碘显红色
第二节 双糖和多糖的酶促降解
蔗糖的酶促降解 一、蔗糖的酶促降解 1、蔗糖酶途径
转化酶 蔗糖酶
蔗糖 + H2O 66.5 2、蔗糖合酶途径
蔗糖合酶
葡萄糖 + 果糖 -20.4
ADPG GDPG 作为多糖 果糖+NDPG CDPG 合成的底 果糖 UDPG 物
蔗糖+NDP 蔗糖
二、淀粉的降解
α β
是淀粉外切酶 水解α 是淀粉外切酶，水解α-1，4糖苷键，从淀粉分子外即非还原端 外切酶， 糖苷键， 开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。 开始，每间隔一个糖苷键进行水解，每次水解出一个麦芽糖分子。 直链淀粉 麦芽糖 支链淀粉 麦芽糖+ 麦芽糖+β-极限糊精
β-极限糊精是指β-淀粉酶作用到离分支点2-3个葡萄糖基为止 极限糊精是指β 淀粉酶作用到离分支点2 的剩余部分。 的剩余部分。 两种淀粉酶降解的最终产物都有麦芽糖。 两种淀粉酶降解的最终产物都有麦芽糖。
半乳糖
㈡ 双糖
以游离状态存在的双糖有蔗糖 以游离状态存在的双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖 。 蔗糖、 还有以结合形式存在的纤维二糖。 还有以结合形式存在的纤维二糖。 蔗糖是由α 葡萄糖和β 蔗糖是由α-D-葡萄糖和β-D-果糖各一分子按 ,2糖苷键 键型缩合、 糖苷键） α、β（1,2糖苷键）键型缩合、失水形成的 。它 是植物体内糖的运输形式 。
两种淀粉酶性质的比较
α-淀粉酶 淀粉酶 不耐酸，pH3时失活 不耐酸，pH3时失活 耐高温，70° 15分 耐高温，70°C时15分 钟仍保持活性 广泛分布于动植物和 微生物中。 微生物中。 唾液和胰液中 β-淀粉酶 耐酸，pH3时仍保持活性 耐酸，pH3时仍保持活性 不耐高温，70°C15分钟 不耐高温，70°C15分钟 失活 主要存在植物体中
乳糖： 乳糖：是还原糖
葡萄糖 半乳糖 存在哺乳动物的乳汁中， 存在哺乳动物的乳汁中，及高 等植物的花粉管及微生物中
㈢ 多糖
淀粉（starch） 淀粉（ ） 糖原(glycogen) 糖原
淀粉 是植物体内最重要的贮藏多糖 。 用热水处理淀粉时， 用热水处理淀粉时，可溶的一部分为 直链淀粉” “直链淀粉”，另一部分不能溶解的 为“支链淀粉”。
1 2
非还原糖
麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。 麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。 是由两个葡萄糖分子缩合 其糖苷键型为α 1→4）。 ）。麦芽糖分子内有一个 其糖苷键型为α（1→4）。麦芽糖分子内有一个 游离的半缩醛羟基，具有还原性 还原性。 游离的半缩醛羟基，具有还原性。
1
4
4
CH2OH 磷磷二磷磷磷
5
磷磷磷二磷磷丙 CHO CHOH CH2OPO3H2 3－磷磷磷磷磷 － 4％ ％
G+Pi 磷酸葡萄糖变位酶 G-6-P G-1-P 肝脏 肌肉
（葡萄糖-6-磷酸酶）
进入糖酵解
糖原磷酸化酶：从非还原端催化1 糖苷键的磷酸解。 糖原磷酸化酶：从非还原端催化1-4糖苷键的磷酸解。
糖原的磷酸解具有重要的生物学意义
小结
糖的分类及降解 糖的分类及降解
蔗糖的降解（蔗糖酶或转化酶） 蔗糖的降解（蔗糖酶或转化酶） 淀粉的降解：淀粉的水解——α-淀粉酶 淀粉的降解：淀粉的水解 α β-淀粉酶 脱支酶） R-酶(脱支酶） 麦芽糖酶 淀粉的磷酸解—淀粉磷酸化酶、转移酶、 淀粉的磷酸解 淀粉磷酸化酶、转移酶、 淀粉磷酸化酶 脱支酶。 脱支酶。 糖原的磷酸解 磷酸化酶和转移酶、 磷酸解： 糖原的磷酸解：磷酸化酶和转移酶、脱支酶 单糖的降解
二、糖的分类（据分子的大小分类): 糖的分类（
单糖：在温和条件下不能水解为更小分 单糖： 子的糖 寡糖（双糖）：水解时每个分子产生2）：水解时每个分子产生 寡糖（双糖）：水解时每个分子产生2 10个 10个 单糖残基 多糖: 能水解成多个单糖分子， 多糖: 能水解成多个单糖分子，属于高 分子碳水化合物，分子量可达到数百万。 分子碳水化合物，分子量可达到数百万。
糖酵解（ 糖酵解（EMP） ）
一、糖酵解过程 二、丙酮酸的去路 三、糖酵解中产生的能量 四、糖酵解的控制 五、糖酵解的意义
一、糖酵解过程
在细胞质中进行，共分4个阶段，每个 在细胞质中进行，共分4个阶段， 阶段又分若干反应： 阶段又分若干反应：
体会吸能和放能；可逆不可逆； 体会吸能和放能；可逆不可逆；物质磷 酸化的作用
第五章
糖 类 代 谢
生物体内的糖类 双糖和多糖的酶促降解 糖酵解 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 单糖的生物合成(糖异生） 单糖的生物合成(糖异生） 蔗糖和多糖的生物合成
动态生化
静态生化 生物体的物质组成
复杂性 组成物质多；分子大； 组成物质多；分子大；空间 结构复杂。 结构复杂。 规律性 元素→构件小分子 构件小分子→聚合物 元素 构件小分子 聚合物 生物大分子）； （生物大分子）； 结构与功能相适应。 结构与功能相适应。
释放能量
生物体内的糖类（简介） 第一节 生物体内的糖类（简介）
一、糖的主要生物学作用： 糖的主要生物学作用： 作为生物体的主要能源物质：通过氧化释放大量能量， 作为生物体的主要能源物质：通过氧化释放大量能量， 以满足生命活动的需要（淀粉、糖原是重要生物能源。 以满足生命活动的需要（淀粉、糖原是重要生物能源。 作为其他物质生物合成的原料：如作为蛋白质和脂类、 作为其他物质生物合成的原料：如作为蛋白质和脂类、 核酸等大分子物质合成的碳骨架。 核酸等大分子物质合成的碳骨架。 作为生物体的结构成分：如纤维素是植物的结构糖。 作为生物体的结构成分：如纤维素是植物的结构糖。 作为细胞识别的信息分子：糖可与蛋白质、 作为细胞识别的信息分子：糖可与蛋白质、脂类以共 价键结合形成肽聚糖（或糖蛋白）或糖脂， 价键结合形成肽聚糖（或糖蛋白）或糖脂，存在生物 膜中，担负着大分子及细胞间的相互识别。 膜中，担负着大分子及细胞间的相互识别。 （glycobiology） ）
（1）第一阶段：葡萄糖 → 1, 6-二磷酸果糖 第一阶段： 6-
2
2
2+
1
2+
3
3
2+
1
ATP
2+
底物
提高糖的能量水平 糖磷酸化后不能穿膜糖 → 第二阶段： 63-磷酸甘油醛
CH2OPO3H2 C O 96％ ％
H2O3PO CH2 O H
CH2OPO3H2 OH OH 磷醛丙
糖的分类
㈠ 单糖
植物体内的单糖主要是戊糖、己糖、庚糖 植物体内的单糖主要是戊糖、己糖、 戊糖主要有核糖、脱氧核糖（木糖和阿拉伯糖） 戊糖主要有核糖、脱氧核糖（木糖和阿拉伯糖） 己糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖（甘露糖、 己糖主要有葡萄糖、果糖和半乳糖（甘露糖、 山梨糖） 山梨糖）
吡喃葡萄糖
呋喃果糖
极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。 极限糊精是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基。 是指淀粉酶不能再分解的支链淀粉残基 极限糊精是指含 是指含α 糖苷键由3 α-极限糊精是指含α-1，6糖苷键由3个以上葡萄糖基构成 的极限糊精。 的极限糊精。